一种用于无人飞行器的惯性测量装置的制作方法

文档序号:13177832阅读:129来源:国知局
技术领域本实用新型涉及无人飞行器技术领域,具体涉及一种用于无人飞行器的惯性测量装置。

背景技术:
惯性测量系统是无人飞行器控制系统中的核心模块。通过对惯性传感器和气压传感器的所测得的数据进行分析,可以获得无人飞行器的姿态信息及位置信息,从而实现完全自我导航。随着技术的发展,当前对小型化惯性测量系统的需求越来越大,但是目前已有的无人飞行器惯性测量模块普遍集成度不高,重量偏重,兼容性也不佳,不利于集成到其他系统设备上。而且,由于惯性测量系统处于剧烈随机振动的力学环境中,测量数据噪声较大。为了解决上述技术问题,现有技术中出现了大量的改进方案,以解决微型惯性器件集成度不高、不够轻便且减振性不佳的问题,例如授权公告号为CN204757990U的实用新型专利公开了一种新型无人飞行器惯性测量模块,包括:壳体、上层电路板、下层电路板、配重块、上层减振垫、下层减振垫、柔性信号线和柔性减振套,上层电路板、配重块、上层减振垫和下层减振垫设置在柔性减振套内,且上层减振垫、配重块和下层减振垫由上至下依次设置;上层电路板上设置有惯性测量单元,配重块上设置有安装孔,上层电路板设置在安装孔内;柔性信号线部分设置在柔性减振套内,且柔性信号线一端与上层电路板连接,另一端与下层电路板连接;壳体包括上层壳体和下层壳体,柔性减振套分别与下层电路板和上层壳体连接,下层电路板与下层壳体卡接连接,上层壳体和下层壳体连接。该实用新型具有结构简单、减振效果好、连接稳定、使用寿命长的优点。但该结构的无人飞行器惯性测量模块仍存在集成度不够优化,使用时减振性不够强,且集成安装后的惯性测量模块稳定性应有待提高,并且该结构的惯性测量模块的减震垫结构设置不够科学合理。由此可见,能否发明出一种用于无人飞行器的惯性测量装置,使其具有集成度高、组装方便、便于维护、装置内部各部件结构设计合理,能够有效缓冲隔离振动的优点,在组装集成后减振效果好、稳定性佳,成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现要素:
本实用新型为了解决上述技术问题,提供一种用于无人飞行器的惯性测量装置,有效降低了微惯性器件的输出噪声,并消除杂乱气流对气压传感器的影响,长久使用该装置,仍能够处于最佳工作状态。为了达到上述技术效果,本实用新型包括以下技术方案:一种用于无人飞行器的惯性测量装置,包括壳体、安装在壳体内的集成电路板、减振组件和配重组件,所述集成电路板上连接有软排线和惯性传感器,所述壳体包括上盖体和下盖体,所述上盖体和下盖体内均形成有空腔,所述上盖体上设置有朝向空腔内凹的凸台I,所述下盖体上设置有朝向空腔内凹的凸台II,所述集成电路板、减振组件和配重组件中的至少一个设置有凹槽,所述凸台I穿过所述凹槽与所述凸台II连接。本实用新型惯性测量装置结构设计合理,将上盖体与下盖体通过设置的凸台进行连接固定,使得壳体密闭性更好,隔离了高速杂乱气流,通过凹槽的设置,使得组装后的惯性测量装置体积更小,重量轻,通过软排线与其他设备系统连接,兼容性好。进一步的,所述的凸台I设置于所述上盖体的边缘部,所述凸台II设置于所述下盖体的边缘部,所述凹槽设置在集成电路板、减振组件和配重组件中的至少一个的边缘部。通过边缘部凹槽的设置,在进行组装时,减小的惯性测量装置的体积,提高了惯性测量装置的集成度,便于在连接在其他装置中使用,优选地,所述集成电路板、减振组件和配重组件中上均设置有凹槽,且所述凹槽设置在集成电路板、减振组件和配重组件的边缘部。进一步的,所述减振组件包括顶层减震垫、中层减震垫和底层减震垫,所述顶层减震垫与所述上盖体相接触,所述底层减震垫与所述下盖体相接触,所述中层减震垫与集成电路板和配重组件相接触。内置的多层次减振组件及配重组件有效降低了共振频率,实现了减振的效果。进一步的,所述配重组件包括第一配重件和第二配重件,所述上盖体、顶层减振组件、第一配重件、集成电路板、中层减震垫、第二配重件、底层减震垫和下盖体依次连接。所述配重件是通过增加重量来减小惯性测量装置的固有频率,从而起到减少共振的作用。本实用新型配重件位置关系设置合理,且在使用尽可能小的数量的配重件的基础上,最大程度的减少共振作用。进一步的,所述集成电路板、减振组件和配重组件上均设置有定位孔;所述上盖体设置有卡扣,所述下盖体设置有与所述卡扣相匹配的凸扣,所述卡扣和凸扣活动连接;所述上盖体与所述下盖体扣接。定位孔的设置,使得集成电路板、减振组件和配重组件之间更加便于组装和固定,使得本实用新型惯性测量装置集成度更高,稳定性更好。同时壳体上卡扣组件的设计大幅降低了后期维护的难度。进一步的,所述上盖体与下盖体接触的边缘部的内侧设置有弯折部I,所述下盖体与上盖体接触的边缘部的外侧设置有弯折部II,所述上盖体扣接在所述下盖体上,且所述弯折部I与所述弯折部II相接触。该处结构的设计,进一步加固了壳体的密闭性,隔离了高速杂乱气流。进一步的,所述定位孔分别设置在集成电路板、减振组件和配重组件上的四个边角部。装配定位孔的位置设计使得组装简便易行,更加准确的定位组装本实用新型装置,使得本实用新型装置整体结构简单易实现,降低了惯性测量系统的成本。进一步的,所述惯性测量装置还包括气压传感器,所述气压传感器连接在所述集成电路板上,所述气压传感器和惯性传感器均与软排线电信息连接且位于所述空腔内;所述惯性传感器包括陀螺仪和加速计。惯性传感器与气压传感器集成在一起,不仅能够实现数据的整合,也提高了数据的稳定性和有效性。软排线的一端焊接集成电路板,且该端设置有用来保护焊点受力的软排线固定孔,另一端可焊接上插件或者直接采取焊接连接到其他设备上。所述气压传感器的数量为一个或两个以上,所述惯性传感器的数量为一个或两个以上。进一步的,所述集成电路板上设置有直角开槽。直角开槽能够减少共振,提高测量数据的准确性。进一步的,所述直角开槽的数量为至少两个,多所述直角开槽呈轴对称分布。进一步的,所述凸台I和凸台II分别包括多个固定凸台和容置凸台,所述固定凸台上设置有通孔,所述容置凸台上设置有容置槽,所述凸台I和凸台II通过连接件连接,所述连接件穿过所述通孔,所述软排线的一个端部与所述集成电路板连接,另一个端部穿过容置凸台且位于容置槽内。所述惯性传感器、压力传感器等在惯性测量装置中常规使用的传感器的信号均通过软排线传送至其他设备系统中。构成多套多种传感组件整合,既能实现同种数据多个传感器数据融合,又能实现多种多个传感器组件数据整合,能够提高测量数据可靠性、有效性、稳定性和准确性。采用上述技术方案,包括以下有益效果:本实用新型用于无人飞行器的惯性测量装置结构设计合理,整体高度集成化,便于与其他设备系统的集成。与一般惯性测量系统相比,本实用新型的装置体积小,重量轻,通过软排线与其他设备系统连接,兼容性好。本实用新型的惯性测量装置,整体结构简单易实现,降低了惯性测量系统的成本,提高了测量的准确性。附图说明图1为本实用新型实施例惯性测量装置爆炸结构图;图2为本实用新型实施例上盖体结构示意图;图3为本实用新型实施例下盖体结构示意图;图4为本实用新型减振组件结构示意图;图5为本实用新型集成电路板结构示意图;图6为本实用新型配种组件结构示意图;图7为本实用新型惯性测量装置结构示意图。图中,1、壳体;11、上盖体;111、凸台I;112、卡扣;113、弯折部I;12、下盖体;121、凸台II;122、凸扣;123、弯折部II;13、固定凸台;131、通孔;14、容置凸台;141、容置槽;15、固定凸台;151、通孔;16、容置凸台;161、容置槽;2、集成电路板;21、软排线;22、惯性传感器;23、气压传感器;24、直角开槽;3、减振组件;31、顶层减震垫;32、中层减震垫;33、底层减震垫;4、配重组件;41、第一配重件;42、第二配重件;5、凹槽;51、凹槽I;52、凹槽II;53、凹槽III;6、定位孔;61、定位孔I;62、定位孔II;63、定位孔III。具体实施方式下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。实施例:本实施例提供一种用于无人飞行器的惯性测量装置,如图1所示,包括壳体1、安装在壳体内的集成电路板2、减振组件3和配重组件4,所述集成电路板上连接有软排线21和惯性传感器22,所述壳体包括上盖体11和下盖体12,所述上盖体和下盖体内均形成有空腔,所述上盖体上设置有朝向空腔内凹的凸台I111,所述下盖体上设置有朝向空腔内凹的凸台II121,所述集成电路板、减振组件和配重组件中的至少一个设置有凹槽5,所述凸台I穿过所述凹槽与所述凸台II连接。所述凹槽包括设置在集成电路板上的凹槽I51、设置在减振组件上的凹槽II52和设置在配重组件上的凹槽III53。在组装时,将集成电路板、减振组件和配重组件放置于壳体内部,将上盖体的凸台I穿过凹槽与下盖体的凸台II连接,使得上盖体与下盖体密闭组合。本实施例所述的减振组件和配重组件均为本领用户技术人员常规使用的用于减振和配重的装置,基于本领域技术均可直接得到。在本实施例中,进一步的,如图2和图3所示,所述的凸台I设置于所述上盖体的边缘部,所述凸台II设置于所述下盖体的边缘部,所述凹槽设置在集成电路板、减振组件和配重组件中的至少一个的边缘部。优选地,如图1、图4、图5和图6所示,所述集成电路板、减振组件和配重组件上均设置有凹槽;进一步优选地,所述凸台I、凸台II和凹槽的数量均相同,且分别可为2个、3个、4个或5个等。在本实施例中,进一步的,如图4所示,所述减振组件包括顶层减震垫31、中层减震垫32和底层减震垫33,所述顶层减震垫与所述上盖体相接触,所述底层减震垫与所述下盖体相接触,所述中层减震垫与集成电路板和配重组件相接触。本实用新型减振组件包括的减震垫数量并不局限于三个,也可根据惯性传感器的体积和重量做相应增加和减少,基于本实用新型专利内容和现有技术均可得出相应情况的惯性测量装置的结构。在本实施例中,进一步的,如图6所示,所述配重组件包括第一配重件41和第二配重件42,所述上盖体、顶层减振组件、第一配重件、集成电路板、中层减震垫、第二配重件、底层减震垫和下盖体依次连接。在本实施例中,进一步的,如图4~6所示,所述集成电路板、减振组件和配重组件上均设置有定位孔6;所述上盖体设置有卡扣112,所述下盖体设置有与所述卡扣相匹配的凸扣122,所述卡扣和凸扣活动连接;所述上盖体与所述下盖体扣接。所述定位孔包括设置在集成电路板上的定位孔I61、设置在减振组件上的定位孔II62和设置在配重组件上的定位孔III63。优选地,所述上盖体与下盖体接触的边缘部的内侧设置有弯折部I113,所述下盖体与上盖体接触的边缘部的外侧设置有弯折部II123,所述上盖体扣接在所述下盖体上时,所述弯折部I与所述弯折部II相接触。该处结构的设计,进一步加固了壳体的密闭性,隔离了高速杂乱气流。在本实施例中,进一步的,如图7所示,所述盖体可呈立方体、柱体等立体结构,且内部的顶层减振组件、第一配重件、集成电路板、中层减震垫、第二配重件、底层减震垫形状均与盖体形状相匹配;例如所述盖体呈立方体,则顶层减振组件、第一配重件、集成电路板、中层减震垫、第二配重件、底层减震垫均形成有四个边角部,则所述定位孔分别设置在集成电路板、减振组件和配重组件上的四个边角部。本实用新型定位孔的设置位置不局限于上述内容,其可基于盖体的具体形状结构,且基于本领域的常规技术手段来确定定位孔的合适位置,以确保盖体的密闭。在本实施例中,进一步的,如图5所示,所述惯性测量装置还包括气压传感器23,所述气压传感器连接在所述集成电路板上,所述气压传感器和惯性传感器均与软排线电信息连接且位于所述空腔内;所述惯性传感器包括陀螺仪和加速计。在本实施例中,进一步的,如图5所示,所述集成电路板上设置有直角开槽24。在本实施例中,进一步的,如图5所示,所述直角开槽的数量为至少两个,多所述直角开槽呈轴对称分布。所述直角开槽的数量可为2个、3个、4个、5个或6个等,且优选的,可根据本实用新型惯性传感器的大小和重量,进行有效次的实验筛选得到最佳的数量值。更优选地,所述直角开槽的数量为两个,且两个支脚开槽直角部分相对呈轴对称设置。如果所述集成电路板呈正方形或长方形,则支脚开槽分别设置在集成电路板相对的两个角处。在本实施例中,进一步的,如图2和图3所示,所述凸台I包括多个固定凸台13和容置凸台14,所述固定凸台13上设置有通孔131,所述容置凸台14上设置有容置槽141,所述凸台II包括多个固定凸台15和容置凸台16,所述固定凸台15上设置有通孔151,所述容置凸台16上设置有容置槽161,所述凸台I和凸台II通过连接件连接,所述连接件穿过所述通孔,所述软排线的一个端部与所述集成电路板连接,另一个端部穿过容置凸台且位于容置槽内。所述凸台I和凸台II上的固定凸台的数量分别可为2个、3个、4个、5个或6个等等,且分别平均设置在上盖体或下盖体的边缘部;当所述壳体呈正立方体时,所述固定凸台13和固定凸台15的数量分别可为3个,且分别设置在上盖体和下盖体的三个侧边上,所述容置凸台14和容置凸台16的数量分别为1个,且分别设置在上盖体和下盖体剩余的一个侧边上。在进行组装时,将顶层减振组件、第一配重件、集成电路板、中层减震垫、第二配重件、底层减震垫依次通过连接件连接,该处连接方式仅为最优选方案,所述顶层减振组件、第一配重件、集成电路板、中层减震垫、第二配重件、底层减震垫之间也可通过粘接等方式进行等同替换;将软排线的一端部与集成电路板连接,该处的连接方式可为焊接、粘接等方式,但其连接方式并不局限于此;所述软排线的另一个端部先穿过中部减振垫、第二配重块和底部减振垫上位于同一侧的凹槽,再穿过与该凹槽相对的方向上的容置凸台,盖和上盖体,使软排线位于上盖体的容置凸台和下盖体的容置凸台之间,将上盖体的卡扣扣接在下盖体的凸扣上,使上盖体与下盖体固定连接,且集成电路板、减振组件和配重组件均稳固连接在壳体的空腔内。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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